多棘海盘车营养成分分析及评价

李红艳，李 晓，孙元芹，王丽媛，刘天红，王 颖*

（山东省海洋生物研究院，山东 青岛 266002）

多棘海盘车营养成分分析及评价

李红艳，李 晓，孙元芹，王丽媛，刘天红，王 颖*

（山东省海洋生物研究院，山东 青岛 266002）

对多棘海盘车生殖腺和体壁的营养成分进行分析，并对其营养品质进行评价。结果表明，多棘海盘车生殖腺的粗蛋白质含量为43.14%；氨基酸种类齐全，必需氨基酸含量为127.73 mg/g，占氨基酸总量的37.32%，各必需氨基酸平均得分为103.79；脂肪含量为39.22%，多不饱和脂肪酸含量占总脂肪酸含量的48.92%，二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸含量丰富；维生素和无机元素种类丰富且含量较高，无重金属污染，表明多棘海盘车生殖腺具有较高的食用和药用价值。多棘海盘车体壁的蛋白质含量较高，氨基酸种类齐全，富含牛磺酸和胶原蛋白的特征氨基酸——羟脯氨酸；脂肪含量较低，但多不饱和脂肪酸比例高，二十碳五烯酸含量高达16.67%；Ca、Mg等无机常量元素和Zn、Fe、Cu、Mn等微量元素含量丰富，可望用于提取胶原蛋白或开发研制水产动物饲料。

多棘海盘车；营养成分；营养评价

多棘海盘车（Asterias amurensis）属于棘皮动物门（Echinodermata）海盘车纲（Asteroidea）钳棘目（Forcipulate）海盘车科（Asteriidate），是我国北方海域海星的主要品种[1]。其功效为平肝和胃、止痛和镇惊，首载于《东北动物药》。多棘海盘车因喜食海参、鲍鱼等海洋珍贵软体动物及牡蛎、贻贝和蛤蜊等，被视为海洋生态灾害成因生物之一。自2006年来，我国北方沿海地区突发大量海盘车，给贝类养殖业造成巨大的经济损失[2]。如何将多棘海盘车变废为宝、变害为利，实现多途径高效开发利用，是一个值得深入研究与探讨的重要问题。本实验利用现代化学分析手段，对多棘海盘车的生殖腺和体壁进行了营养成分分析和评价，为其在食品、保健、医药、饲料等方面的开发利用提供基础资料和理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜的多棘海盘车于2012年9月采自青岛市栈桥附近海域。样品采集后，以自来水冲洗泥沙，随机选取10 个多棘海盘车为1 份样品，多棘海盘车体质量为91～148 g。将多棘海盘车沿腹面步带沟用刀具剖开，分离出生殖腺和体壁。生殖腺约占多棘海盘车总质量的25%。生殖腺经高速组织捣碎机匀浆，-20 ℃冷冻备用。体壁剪成小块，粉碎打浆，-20 ℃冷冻备用。依上述步骤制备3 份样品用于营养成分的分析测定。

甲苯、石油醚 烟台三和化学试剂有限公司；氯仿、无水乙醚、氢氧化铵、盐酸、硫酸 莱阳经济技术开发区精细化工厂；硫酸钠、硫酸铜、硫酸钾 北京化工厂；硼酸、氢氧化钠 天津市科密欧化学试剂有限公司；所有试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

安米诺西斯A2000氨基酸自动分析仪 德国安米诺西斯公司；GC6890气相色谱仪、1100液相色谱仪 美国安捷伦公司；AA-6300C原子吸收分光光度计 日本岛津公司；AFS-2000双道原子荧光光度计 北京海光仪器公司；ZF-06脂肪测定仪 上海瑞正仪器设备有限公司；KDN-08B凯氏定氮仪 上海新嘉电子有限公司；F6010马弗炉 深圳市蓝鹰科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 营养成分分析

水分：参照GB 5009.3—2010《食品中水分的测定》采用直接干燥法测定；粗蛋白质：参照GB 5009.5—2010《食品中蛋白质的测定》采用凯氏定氮法测定；粗脂肪：GB/T 5009.6—2003《食品中脂肪的测定》采用酸水解法测定；总糖：参照GB/T 9695.31—2008《肉制品 总糖含量测定》采用直接滴定法测定；灰分：参照GB 5009.4—2010《食品中灰分的测定》采用食品中灰分的测定法测定。

氨基酸成分和牛磺酸测定：样品经6 mol/L HCl溶液水解，水解时充氮气24 h，采用氨基酸分析仪测定17 种氨基酸和牛磺酸。另取样品用5 mol/L NaOH溶液水解后，同机测定其色氨酸含量。

脂肪酸成分测定：参照AOAC 996.06《食品中总脂肪、饱和脂肪、不饱和脂肪的测定》，样品经酸水解后，加入甘油三酯和十一碳烷酸（C11∶0）作为内标，以乙醚萃取脂质，然后于甲醇中以三氟化硼（trifluoroborane，BF3）转化为脂肪酸甲酯，气相色谱分析。

脂溶性VA测定：根据GB/T 5009.82—2003《食品中维生素A和维生素E的测定》，皂化后，由乙醚萃取，经洗涤浓缩，液相色谱分析；VB1、VB2、VB6、VB12测定：分别参照GB 5413.11—2010《婴幼儿配方食品和乳粉中维生素B1的测定》、GB5413.12—2010《婴幼儿食品和乳品中维生素B2的测定》、GB5413.13—2010《婴幼儿食品和乳品中维生素B6的测定》、GB5413.14—2010《婴幼儿食品和乳品中维生素B12的测定》，样品经前处理后，0.45 μm膜过滤，液相色谱分析。VD、VE测定：参照GB/T 5413.9—2010《婴幼儿食品和乳品中维生素A、D、E的测定》，液相色谱分析。

Ca、Fe、Mn、Mg、Zn、Ni、Cr、Cd、Cu、Pb、HgCH3的测定：分别参照GB/T 5009.92—2003《食品中钙的测定》、GB/T 5009.90—2003《食品中铁、镁、锰的测定》、GB/T 5009.14—2003《食品中锌的测定》、GB/T 5009.138—2003《食品中镍的测定》、G B/T 5 0 0 9.1 2 3—2 0 0 3《食品中铬的测定》、G B/T 5 0 0 9.1 5—2 0 0 3《食品中镉的测定》、GB/T 5009.13—2003《食品中铜的测定》、GB 5009.12—2010《食品中铅的测定》、GB/T 5009.17—2003《食品中总汞及有机汞的测定》，采用（石墨炉）原子吸收分光光度法测定。Se、无机As的测定：参照GB/T 5009.93—2010《食品中硒的测定》、GB/T 5009.11—2003《食品中总砷及无机砷的测定》，采用氢化物原子荧光光谱法测定。

六六六、滴滴涕的测定参照GB/T 5009.19—2008《食品中有机氯农药多组分残留量的测定》进行。

1.3.2 氨基酸评分及化学评分计算方法

将所测得必需氨基酸换算成1 g蛋白质中含氨基酸毫克数，与1973年粮食与农业组织（Food and Agriculture Organization，FAO）/世界卫生组织（World Health Organization，WHO）暂定氨基酸的计分模式和以鸡蛋蛋白质作为理想蛋白质进行比较，分别按式（1）、（2）计算氨基酸评分（amino acid score，AAS）和化学评分（chemical score，CS）。

1.3.3 生物质量评价方法

评价方法采用生物质量指数[3]，即用公式Pi= Ci/Csi进行评价。式中，Pi为第i种污染物的生物质量指数；Ci为第i种污染物含量的实测值；Csi为第i种污染物含量的标准值。Csi评价标准采用中国海岸带和海涂资源综合调查中关于贝类的标准[3]（以下数据以湿质量计）：Cd为5.5 mg/kg、Pb为10.0 mg/kg、As为10.0 mg/kg、Hg为0.3 mg/kg、Cu为100.0 mg/kg。当Pi≤1.0 时，生物质量符合标准；当Pi＞1.0时，生物质量超出标准。

1.4 数据处理

2 结果与分析

2.1 主要营养成分分析结果

表1 多棘海盘车主要营养成分含量（x±s）Table1 The main nutritional composition of Asterias amurennssiiss ((x ±s) %

如表1所示，多棘海盘车生殖腺的蛋白质含量较高，占干质量的43.14%，高于马粪海胆生殖腺的蛋白含量，而低于乳山刺参体壁和皱纹盘鲍足肌的蛋白质含量；脂肪含量高达39.22%，与《中国食物成分表2004》[7]中所列的水产品相比，脂肪含量相对较高；灰分含量则相对较低。多棘海盘车体壁的蛋白质含量为29.49%；灰分含量高达65.90%，说明体壁中含有大量的无机盐和矿物质；脂肪和总糖含量较低。

多棘海盘车生殖腺的营养成分与郝林华[8]和王长云[9]等的测定结果相比，灰分（4.01%）和脂肪（36.32%）含量基本一致，蛋白质（51.19%）含量偏低，总糖（7.68%）含量偏低且差别较大。多棘海盘车体壁营养成分与郝林华等[8]的测定结果相比，蛋白质（27.72%）含量较为一致，灰分含量（44.44%）较高，脂肪（2.56%）和总糖（1.28%）含量偏低；与王长云等[9]的测定结果相比，蛋白质（32.08%）含量较为一致，灰分（57.92%）含量偏高，脂肪（5.83%）和总糖（8.33%）含量偏低且差别较大。推测可能是多棘海盘车采集的地点、时间及检测方法的差异导致了检测结果的不同。

2.2 氨基酸含量及营养评价

如表2所示，对多棘海盘车生殖腺的氨基酸分析结果表明，共检测出18 种氨基酸，氨基酸总量为342.30 mg/g；必需氨基酸总量为127.73 mg/g，占氨基酸总量的37.32%。必需氨基酸的含量与组成特点是评价食物营养价值的最重要指标，根据FAO/WHO的理想模式，质量较好的蛋白质，其氨基酸组成中必需氨基酸占总氨基酸的40%左右[10]。多棘海盘车生殖腺的必需氨基酸与总氨基酸的比值与FAO/WHO的理想模式较为接近，是质量较好的蛋白质。动物蛋白质的鲜美在一定程度上取决于呈鲜味的天冬氨酸和谷氨酸、呈甘味的甘氨酸和丙氨酸以及与甘味有关的脯氨酸和丝氨酸等6 种呈味氨基酸的含量[11]，多棘海盘车生殖腺呈味氨基酸占氨基酸总量的33.14%，使得多棘海盘车生殖腺明显具备了海产品的鲜美品质。

表2 多棘海盘车氨基酸组成及其含量Table2 Amino acid contents of Asterias amurenssiiss mg/g

多棘海盘车体壁共检测19 种氨基酸和1 种非蛋白质氨基酸，检测结果表明，多棘海盘车体壁氨基酸总量为259.49 mg/g，氨基酸种类齐全，且羟脯氨酸的含量较高。羟脯氨酸是胶原蛋白的特征氨基酸，可见多棘海盘车体壁富含胶原蛋白，可用于提取胶原蛋白或制备明胶。此外，值得注意的是，多棘海盘车体壁中牛磺酸的含量也较高。牛磺酸具有促进大脑发育，调节神经传导，维持正常的心脏、肝脏、内分泌、视网膜系统的功能，具有独特的生理及药理作用[12]，长期摄入有利于促进动物的生长发育，可以考虑将多棘海盘车体壁用于开发水产动物饲料。

表3 多棘海盘车必需氨基酸组成的评价Table3 Evaluation of essential amino acids in Asterias amurennssiiss

AAS是目前广泛使用的一种评价食物营养价值的方法。从多棘海盘车生殖腺的必需氨基酸得分可以看出（表3），半胱氨酸+蛋氨酸的得分最高为183.66，各必需氨基酸的平均得分为103.79，说明多棘海盘车生殖腺蛋白质的营养价值较高。根据AAS和CS，异亮氨酸得分最低，其次为缬氨酸。因此，多棘海盘车生殖腺蛋白质的第一限制性氨基酸为异亮氨酸，第二限制性氨基酸为缬氨酸。由多棘海盘车体壁的必需氨基酸得分可以看出，色氨酸得分最高为121.70，各必需氨基酸平均得分为53.34，营养价值偏低，在配制动物饲料时可适当补充得分偏低的氨基酸。根据AAS和CS，多棘海盘车体壁蛋白质的限制性氨基酸为异亮氨酸和缬氨酸。

2.3 脂肪酸组成

图1 多棘海盘车生殖腺脂肪酸气相色谱Fig.1 GC chromatogram of fatty acids from the gonad of Asterias amurensis

对多棘海盘车生殖腺和体壁进行脂肪酸成分分析，脂肪酸图谱如图1、2所示，定性定量结果见表4。由以上图表分析可知，多棘海盘车生殖腺粗脂肪含量很高，其中含有大量的不饱和脂肪酸，多不饱和脂肪酸含量占总脂肪酸含量的48.92%，二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid，EPA）和二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid，DHA）含量分别为10.35%和9.19%。虽然多棘海盘车体壁的粗脂肪含量并不高，但其脂肪酸种类比较丰富。多棘海盘车体壁中的脂肪酸以不饱和脂肪酸为主，EPA含量占脂肪酸总量的16.67%。EPA和DHA是人体必需的ω-3多不饱和脂肪酸，具有广泛的生理活性，能竞争性地抑制血小板的聚集，减少血栓的形成，降血脂、降血压、延缓动脉粥样硬化，预防心脑血管梗塞。DHA还可以补脑健脑、提高视力，阻止肿瘤细胞的异常增生，起到抑癌作用[13-14]。从脂肪酸组成分析来看，多棘海盘车生殖腺可以用于制药或开发保健品，具有综合开发利用的价值。

图2 多棘海盘车体壁脂肪酸气相色谱Fig.2 GC chromatogram of fatty acids from the body wall of Asterias amurensis

表4 多棘海盘车脂肪酸含量及组成Table4 Fatty acid composition of Asterias amurensis %

2.4 维生素含量

表5 多棘海盘车的维生素含量Table5 The contents of vitamins in Asterias amurensis mg/kg

由表5可知，多棘海盘车生殖腺中含有丰富的维生素，其中含量最高的是VE，其次为VB2，此外还含有VB1和VB12、α-胡萝卜素和β-胡萝卜素，VA、VB6和VD含量低于检测限，未检出。多棘海盘车体壁中含有VE、VB2和VB12。VE是机体重要的脂溶性维生素，具有抵抗自由基侵害、预防癌症和心肌梗塞等功能[15]；VB2是我国膳食容易缺乏的营养素之一，具有增进视力、减轻眼睛疲劳等功能[15]；胡萝卜素不仅可以在体内转变成VA，还能淬灭单线态氧，清除自由基，提高人体免疫力，延缓细胞和机体衰老，减少疾病的发生[16]。VB1和VB12是人和动物体内非常重要的水溶性维生素，参与体内糖、蛋白质和脂肪的代谢，具有镇痛、帮助维持心脏和神经系统功能、维持消化系统及皮肤的健康等作用[17-19]。

2.5 无机元素含量

表6 多棘海盘车中无机元素含量（x±s）Table6 The contents of inorganic salts in Asterias amurennssiiss (xx±s）mg/kg

由表6可知，多棘海盘车生殖腺富含人体所需的Ca、Fe、Cu、Zn、Mg等无机元素；多棘海盘车体壁中含有大量的Ca和Mg，此外，含有较为丰富的Zn和少量的Fe、Cu及Mn。Ca、Mg是动物组织结构的重要常量元素，参与机体的许多生理活动及物质能量代谢[6]；Fe、Cu等必需微量元素在维持人体正常生理代谢、延缓衰老和防止贫血等方面有重要的作用[20]；Zn对促进神经系统的发育和完善、促进淋巴细胞增殖和活动、防御细菌和病毒侵入、促进伤口愈合等均具有很好的作用[21]。

表7 多棘海盘车中重金属污染物含量Table7 The contents of heavy metals in Asterias amurensis mg/kg

由表7可知，多棘海盘车体壁和生殖腺中As、Cd、Pb、Cu、Hg等重金属的生物质量指数Pi均远小于1.0，完全符合环境质量评价标准。此外，多棘海盘车体壁与内脏中均未检出六六六和滴滴涕的残留，说明本实验中近海采集的多棘海盘车样品未受污染。

3 结 论

多棘海盘车生殖腺含有丰富全面的营养物质，其蛋白质含量高达43.14%，氨基酸种类齐全，必需氨基酸占氨基酸总量的37.32%；脂肪含量高达39.22%，多不饱和脂肪酸含量占总脂肪酸总量的48.92%，EPA、DHA含量丰富，具有较高的食用和药用价值；富含VE、VB2、VB1、VB12、α-胡萝卜素和β-胡萝卜素等多种维生素及其前体物质；无机元素种类众多且无重金属污染，具有较高的营养价值。

多棘海盘车体壁的蛋白质含量较高，且氨基酸种类齐全，牛磺酸含量较高；脂肪含量较低，但多不饱和脂肪酸比例很高，EPA含量高达16.67%；Ca、Mg等无机常量元素和Zn、Fe、Cu、Mn等微量元素含量丰富，可望用于开发研制水产动物饲料。此外，多棘海盘车体壁中胶原蛋白的特征氨基酸——羟脯氨酸含量丰富，可用于提取胶原蛋白或明胶，并进一步应用于食品或医药行业。另外，近年来对多棘海盘车的研究表明，海盘车生殖腺、幽门毛囊、胃和体壁中均含有海星皂苷，具有轻微的细胞毒性和溶血性[22]，因而海星食用或饲用时，需要对其进行适当的脱毒处理以保障其安全性。

[1] 常丽影, 高淑华, 李静辉, 等. 多棘海盘车的生药学研究[J]. 吉林中医药, 2001(6): 60.

[2] 周书珩, 王印庚. 近海水域海星泛滥引起的反思[J]. 水产科学, 2008, 27(10): 555-556.

[3] 郦桂芬. 环境质量评价[M]. 北京: 中国环境科学出版社, 1989: 36-44.

[4] 牛宗亮, 王荣镇, 董新伟, 等. 马粪海胆生殖腺营养成分的含量测定[J].中国海洋药物杂志, 2009, 28(6): 26-30.

[5] 刘小芳, 薛长湖, 王玉明, 等. 乳山刺参体壁和内脏营养成分比较分析[J]. 水产学报, 2011, 35(4): 587-593.

[6] 陈炜, 孟宪治, 陶平. 2种壳色皱纹盘鲍营养成分的比较[J]. 中国水产科学, 2004, 11(4): 367-370.

[7] 杨月欣. 中国食物成分表2004(第二册)[M]. 北京: 北京医科大学出版社, 2004: 146-148.

[8] 郝林华, 李八方. 多棘海盘车营养成分的研究[J]. 水产学报, 1998, 22(4): 385-388.

[9] 王长云, 顾谦群, 周鹏. 多棘海盘车用作新型海洋食品原料的可行性研究[J]. 中国水产科学, 1999, 6(4): 67-71.

[10] 朱成科, 黄辉, 向枭, 等. 泉水鱼肌肉营养成分分析及营养学评价[J].食品科学, 2013, 34(11): 246-249.

[11] 徐加涛, 徐国成, 许星鸿, 等. 小刀蛏软体部营养成分分析及评价[J].食品科学, 2013, 34(17): 263-267.

[12] 陈秋虹, 莫建光, 黄艳. 天然牛磺酸的提取与应用[J]. 氨基酸和生物资源, 2011, 33(2): 43-45.

[13] 王颖, 吴志宏, 李红艳, 等. 不同地理群体魁蚶的营养成分比较研究[J].食品科学, 2013, 34(3): 248-252.

[14] 黄升谋. ω-3系列多不饱和脂肪酸生理功能及其机理[J]. 襄樊学院学报, 2010, 31(5): 16-19.

[15] 董辉, 王颉, 刘亚琼, 等. 杂色蛤软体部营养成分分析及评价[J]. 水产学报, 2011, 35(2): 276-282.

[16] 苏伟, 王纪宁, 刘韬. 胡萝卜素的提取及其护肝作用的研究[J]. 食品科学, 2006, 27(11): 486-488.

[17] 何志交, 曹俊明, 陈冰, 等. 凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)维生素B1需要量的研究[J]. 动物营养学报, 2010, 22(4): 977-984.

[18] 吴凡, 文华, 蒋明, 等. 维生素B12对草鱼幼鱼生长、体组分和造血机能的影响[J]. 吉林农业大学学报, 2007, 29(6): 695-699.

[19] 贺端端, 曹红. B族维生素的镇痛作用及机制研究进展[J]. 实用疼痛学杂志, 2007, 3(3): 228-231.

[20] 吴闯, 马家海, 高嵩, 等. 2010年绿潮藻营养成分分析及其食用安全性评价[J]. 水产学报, 2013, 37(1): 141-150.

[21] 程波, 陈超, 王印庚, 等. 七带石斑鱼肌肉营养成分分析与品质评价[J].渔业科学进展, 2009, 30(5): 51-57.

[22] 刘铁铮, 郭爱洁, 王桂春, 等. 海星化学成分的生物活性及应用研究进展[J]. 广东农业科学, 2011, 38(13): 122-125.

Analysis and Evaluation of Nutritive Composition of Asterias amurensis

LI Hong-yan, LI Xiao, SUN Yuan-qin, WANG Li-yuan, LIU Tian-hong, WANG Ying*
(Marine Biology Institute of Shandong Province, Qingdao 266002, China)

In order to understand the nutritive quality of Asterias amurensis, the main nutrient components, including 18 common amino acids, proteins, fat as well as vitamins and mineral ions in the gonad and body wall of Asterias amurensis were analyzed. The results showed that the content of crude protein was 43.14%. Eighteen common amino acids were found in the gonad of Asterias amurensis and the content of essential amino acids (EAA) was 127.73 mg/g (dry weight) and the ratio of total essential amino acids to total amino acids was 37.32%. According to nutrition evaluation in amino acid score (AAS), the AAS of the gonad of Asterias amurensis was 103.79, indicating its high nutritional value. The content of crude fat was 39.22% with the ratio of PUFA to total fatty acids as 48.92%. The gonad of Asterias amurensis was rich in EPA and DHA and also contained a wide range of vitamins and mineral ions in abundant amounts with low contents of heavy metals, indicating its high edible and medicinal value. The body wall of Asterias amurensis had relatively high content of crude protein with all 18 common amino acids and was high in both the characteristic amino acids for collagen-hydroxyproline and taurine. The crude fat content in the body wall of Asterias amurensis was low, while a high proportion of PUFA and 16.67% of EPA was found in it. The ash content was high with affluent calcium, magnesium, zinc, iron, copper and manganese. The body wall of Asterias amurensis was suggested to be used for extracting collagen or developing aquatic animal feed.

Asterias amurensis; nutritional component; nutritional evaluation

Q501

A

1002-6630（2014）21-0207-05

10.7506/spkx1002-6630-201421040

2013-12-31

海洋公益性行业科研专项（201205027-3）；山东省科技攻关项目（2012GHY11516）

李红艳（1987—），女，实习研究员，硕士，研究方向为水产品加工与贮藏。E-mail：aqlhy2008@126.com

*通信作者：王颖（1971—），女，研究员，硕士，研究方向为水产品加工。E-mail：yzsshipin@126.com